JP2005211818A - Adsorbent - Google Patents

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JP2005211818A JP2004023101A JP2004023101A JP2005211818A JP 2005211818 A JP2005211818 A JP 2005211818A JP 2004023101 A JP2004023101 A JP 2004023101A JP 2004023101 A JP2004023101 A JP 2004023101A JP 2005211818 A JP2005211818 A JP 2005211818A
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adsorbent
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Hiroshi Mori
寛 森
Kenichi Takizawa
健一 滝沢
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbent which can be produced easily and economically, has a wide range of options of the types of working components to be deposited and the size of molecules, and is capable of bearing a large quantity of them, and whose working components deposited are scarcely damaged. <P>SOLUTION: Silica gel satisfying the following (a) to (g) is employed: (a) a fine pore volume is 0.05 ml/g or higher and 3.0 ml/g or lower; (b) a specific surface area is 100 m<SP>2</SP>/g or higher and 1,500 m<SP>2</SP>/g or lower; (c) fine pore diameter (D<SB>max</SB>) of most frequently appearing fine pores is smaller than 35 nm; (d) the volume of the fine pores having a diameter with in a range of D<SB>max</SB>± 20% is 50% or more; (e) amorphous; (f) the total content of metal impurities is 500 ppm or less; and (g) δ satisfies the following expression (I): -0.0705×(D<SB>max</SB>)-110.36>δ wherein δ(ppm) is chemical shift of Q<SP>4</SP>peak in solid Si-NMR. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はシリカゲルをそなえた吸着剤に関し、更に詳しくは、シリカゲルの細孔内に被吸着物と相互作用する物質を担持させた吸着剤に関する。本発明の吸着剤は、例えば、食堂・駅舎・病院・ショッピングセンター・屠殺場・火葬場等の公共施設・住宅・トイレ・更衣室・靴箱・タンス・押入・風呂場・屋根裏・床下・倉庫・事務所などの屋内、自動車・電車・船・飛行機等の乗り物内、工場・庭先・屋上・道路・ゴミ置き場・コンポストボックス等の屋外等、工場・事業場等の各製造工程・精製工程にて好適に使用される。   The present invention relates to an adsorbent provided with silica gel, and more particularly to an adsorbent in which a substance that interacts with an adsorbent is supported in the pores of silica gel. The adsorbent of the present invention is, for example, a public facility such as a cafeteria, a station building, a hospital, a shopping center, a slaughterhouse, a crematorium, etc. In the manufacturing process / refining process of factories / business sites, etc., indoors such as offices, inside vehicles such as cars, trains, ships, airplanes, factories / gardens / rooftops / roads / garbage storage / compost boxes Preferably used.

最近、水産、畜産、肥料、農薬、食品、化学等の工場や下水処理等の工場・事業場の他、都市内部の食堂、ビルピット等、更には自動車内、トイレ、汚れた衣服等まで、生活圏内における悪臭源は極めて多様化しており、悪臭公害が大きな問題となっている。また、煙草の煙や自動車の排ガス、工場において使用される各種気体・液体・最終製品等に含まれる有害・有毒物質に関する健康問題が広く論じられるようになってからも久しい。   Recently, in addition to factories and business establishments for fisheries, livestock, fertilizer, agricultural chemicals, food, chemistry, etc., factories and business establishments for sewage treatment, etc. Odor sources in the area are extremely diversified, and odor pollution is a major problem. It has also been a long time since health issues related to harmful and toxic substances contained in cigarette smoke, automobile exhaust, and various gases, liquids and final products used in factories have been widely discussed.

かかる目的に鑑み、従来、悪臭防止技術の一つとして、吸着剤を用いて悪臭物質・有害(有毒)物質を吸着・除去する技術が用いられている。吸着剤としては、活性炭,シリカ,ゼオライト,酸化亜鉛等の特定の金属化合物などに代表される無機吸着剤;シクロデキストリン,イオン交換樹脂,合成吸着剤,流動パラフィン,エチレングリコール,プロピレングリコール,ポリエチレングリコール,ポリプロピレングリコール,その他各種高級アルコールなどに代表される有機吸着剤;リシノール酸亜鉛,2−エチルヘキサン酸亜鉛などに代表される有機金属系吸着剤などが知られている。   In view of such an object, conventionally, as one of malodor prevention techniques, a technique for adsorbing and removing malodorous substances and harmful (toxic) substances using an adsorbent has been used. Adsorbents include inorganic adsorbents typified by specific metal compounds such as activated carbon, silica, zeolite, and zinc oxide; cyclodextrins, ion exchange resins, synthetic adsorbents, liquid paraffin, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol Organic adsorbents such as polypropylene glycol and other higher alcohols; organometallic adsorbents such as zinc ricinoleate and zinc 2-ethylhexanoate are known.

これらのうち、例えば活性炭は、エチレン等のオレフィン類・アルコール類・ベンゼン等の有機溶剤、硫化水素、メルカプタン、有害重金属物質等に対して優れた吸着効果を示すものの、アンモニア、アミン類に対しては吸着能力が劣るという欠点がある。
また、イオン交換樹脂は、硫化水素やアンモニア等の広い範囲の臭気物質・有害物質に対して吸着効果を示すものの、高価である、再生に時間を要する等の欠点を有している。
これらに対して、シリカは、幅広い物質に対して高い吸着効果を示し、コスト面にも優れ、且つ再生等の繁雑な操作が不要で取り扱いが容易であることから、吸着剤としての使用に適している。
Among these, activated carbon, for example, exhibits excellent adsorption effects on olefins such as ethylene, alcohols, organic solvents such as benzene, hydrogen sulfide, mercaptans, toxic heavy metal substances, etc., but against ammonia and amines. Has the disadvantage of poor adsorption capacity.
In addition, although ion exchange resins exhibit an adsorption effect on a wide range of odorous substances and harmful substances such as hydrogen sulfide and ammonia, they have drawbacks such as being expensive and requiring time for regeneration.
In contrast, silica is suitable for use as an adsorbent because it exhibits a high adsorption effect on a wide range of substances, is excellent in cost, and does not require complicated operations such as regeneration and is easy to handle. ing.

ところで、近年では、シリカ等の多孔質吸着剤による迅速な物理吸着能に、香料等のマスキング剤を添加してより高機能化した吸着剤の他、化学的な吸着能や化学反応による消臭・物質変換能を組み合わせた、高機能吸着剤も多数開発されている。具体的には、被吸着物を化学的に吸着してこれを消臭する物質(被吸着物と共有結合・イオン結合・配位結合・水素結合などによって相互作用し得る有機物や金属化合物等)や、被吸着物と化学反応を生じてこれを別の物質に変換したりする物質(光触媒等の酸化分解成分等)など、被吸着物との間に何らかの相互作用を生じる物質(こうした物質を以下、適宜「作用成分」という。)を、シリカ等の多孔質担体の細孔内に担持させた吸着剤が挙げられる。このような高機能吸着剤に関する技術の具体例として、以下のものが挙げられる。   By the way, in recent years, in addition to adsorbents with higher functionality by adding masking agents such as fragrances to rapid physical adsorbability by porous adsorbents such as silica, deodorization by chemical adsorption ability and chemical reaction・ Many highly functional adsorbents that combine substance conversion ability have been developed. Specifically, substances that adsorb adsorbents chemically and deodorize them (organic substances, metal compounds, etc. that can interact with adsorbates via covalent bonds, ionic bonds, coordination bonds, hydrogen bonds, etc.) Or substances that cause some kind of interaction with the adsorbed material (such as photocatalyst and other oxidative decomposition components) that cause a chemical reaction with the adsorbed material and convert it to another material Hereinafter, an adsorbent in which “active component” is appropriately supported in the pores of a porous carrier such as silica can be used. The following are mentioned as a specific example of the technique regarding such a highly functional adsorbent.

特許文献1には、メソ孔を有する多孔質シリカにCuSO4等の遷移元素化合物を担持させ、アンモニアやアミン類と錯体を形成させることにより、これらのアンモニアやアミン類を吸着・除去する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for adsorbing and removing ammonia and amines by supporting a transition element compound such as CuSO 4 on porous silica having mesopores and forming a complex with ammonia and amines. It is disclosed.

特許文献2には、シリカ等の微細多孔質無機粉末にクロロフィル誘導体,フラボノイド誘導体,カテキン等の消臭剤や、フィトンチッド,竹抽出物等の抗菌剤を含浸させる技術が開示されている。
特許文献3には、有機高分子ゲルであるN−ビニルアセトアミド共重合体にフラボノイドやステアリン酸亜鉛等の芳香・消臭成分を含有させる技術が開示されている。
特許文献4には、シリカ等の無機多孔質微粒子に茶・蓬・笹・紫蘇等からの天然抽出物を含む消臭成分を封入する技術が開示されている。
特許文献5には、シリカ等の無機材料や糖類、食物ファイバー等の有機高分子材料からなる多孔質保持剤に各種消臭成分を担持して微生物由来の悪臭を消臭する技術が開示されている。
Patent Document 2 discloses a technique in which fine porous inorganic powder such as silica is impregnated with a deodorant such as chlorophyll derivative, flavonoid derivative and catechin, and an antibacterial agent such as phytoncide and bamboo extract.
Patent Document 3 discloses a technique in which an N-vinylacetamide copolymer, which is an organic polymer gel, contains an aromatic / deodorant component such as a flavonoid or zinc stearate.
Patent Document 4 discloses a technique of encapsulating a deodorizing component containing a natural extract from tea, rice cake, persimmon, shiso, etc. in inorganic porous fine particles such as silica.
Patent Document 5 discloses a technique for deodorizing bad odors derived from microorganisms by supporting various deodorizing components on a porous retaining agent made of an inorganic material such as silica or an organic polymer material such as sugar or dietary fiber. Yes.

特開平10−314577号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-314577 特開平11−246897号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-246897 特開2002−80681号公報JP 2002-80681 A 特開2002−85543号公報JP 2002-85543 A 特開2002−263178号公報JP 2002-263178 A

しかし、特許文献3,5記載の技術の様に、各種の有機高分子材料を多孔質担体として使用する場合、担体としての強度が充分でない上に、耐水性や耐熱性、長期における物性安定性等の面でも課題があった。
また、特許文献1,2,4,5記載の技術の様に、従来のシリカ等の無機材料を多孔質担体として用いる場合、担体に含有される少量の不純物の影響で、担持される作用成分が分解されたり、変性したりするおそれがあった。また、担体の吸着性能を制御するための高機能化にコストのかかる場合が多かった。
However, when various organic polymer materials are used as a porous carrier as in the techniques described in Patent Documents 3 and 5, the strength as a carrier is not sufficient, and water resistance, heat resistance, and long-term physical property stability There was also a problem in terms of etc.
In addition, when a conventional inorganic material such as silica is used as the porous carrier as in the techniques described in Patent Documents 1, 2, 4, and 5, the active component supported under the influence of a small amount of impurities contained in the carrier. May be decomposed or denatured. In addition, there are many cases where it is costly to increase the functionality for controlling the adsorption performance of the carrier.

以上の背景から、多孔質担体をそなえた吸着剤であって、生産が容易且つ安価であり、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、これらを多量に担持可能であるとともに、担持される作用成分にダメージを与えることなく、加えて耐水性や耐熱性、長期における物性安定性等の面でも良好な、優れた吸着剤が望まれていた。   From the above background, it is an adsorbent with a porous carrier that is easy and inexpensive to produce, has a wide range of choices for the types of active ingredients that can be supported and the size of the molecules, and can support a large amount of these. In addition, there has been a demand for an excellent adsorbent that does not damage the active component to be carried and that is also excellent in terms of water resistance, heat resistance, long-term physical property stability, and the like.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、多孔質担体をそなえた吸着剤であって、生産が容易且つ安価であり、担持させる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、これらを多量に担持可能であるとともに、担持される作用成分がダメージを受けるおそれが少なく、加えて耐水性や耐熱性、長期における物性安定性等の面でも良好な、優れた吸着剤を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems. That is, the object of the present invention is an adsorbent having a porous carrier, which is easy and inexpensive to produce, has a wide range of choices with respect to the type of active ingredient to be supported and the size of its molecule, It is possible to provide an excellent adsorbent that is capable of being supported on the surface, is less likely to be damaged by the active component, and is good in terms of water resistance, heat resistance, and long-term physical property stability. .

そこで、本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、シャープな細孔分布を有するとともに、純度が高く、且つ、構造が均質で歪みの少ないシリカゲルを担体シリカゲルとして用いることによって上記課題が効果的に解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a silica gel having a sharp pore distribution, a high purity, a homogeneous structure, and a low distortion as a carrier silica gel. The present inventors have found that the above problems can be effectively solved, and have completed the present invention.

即ち、本発明の要旨は、下記(a)〜(g)を満たすシリカゲルをそなえてなることを特徴とする、吸着剤に存する。
(a)細孔容積が0.05ml/g以上、3.0ml/g以下。
(b)比表面積が100m2/g以上、1500m2/g以下。
(c)最頻細孔径(Dmax)が35nm未満。
(d)Dmax±20%の範囲内の径を有する細孔の容積が、全細孔容積の50%以上。
(e)非晶質である。
(f)金属不純物の総含有率が500ppm以下。
(g)固体Si−NMRでのQ4ピークのケミカルシフトをδ(ppm)とした場合に、δが下記式(I)を満たす。
−0.0705×(Dmax)−110.36>δ 式(I)
That is, the gist of the present invention resides in an adsorbent characterized by comprising silica gel satisfying the following (a) to (g).
(A) The pore volume is 0.05 ml / g or more and 3.0 ml / g or less.
(B) The specific surface area is 100 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less.
(C) The most frequent pore diameter (D max ) is less than 35 nm.
(D) The volume of pores having a diameter in the range of D max ± 20% is 50% or more of the total pore volume.
(E) It is amorphous.
(F) The total content of metal impurities is 500 ppm or less.
(G) When the chemical shift of the Q 4 peak in solid Si-NMR is δ (ppm), δ satisfies the following formula (I).
−0.0705 × (D max ) −11.36> δ Formula (I)

本発明の吸着剤の多孔質担体として用いられるシリカは、従来の担体シリカゲルと比較して、生産が容易且つ安価であるとともに、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、且つ、これらを多量に担持することができる。また、不純物金属の含有量が少なくて純度が高いので、担持される作用成分にダメージを与えるおそれが少ない。加えて、耐水性や耐熱性、長期における物性安定性等にも優れている。   The silica used as the porous carrier of the adsorbent of the present invention is easier and cheaper to produce than the conventional carrier silica gel, and has a wide range of choices for the types of active ingredients that can be carried and the size of the molecules. It is wide and can carry a large amount of these. In addition, since the impurity metal content is low and the purity is high, there is little risk of damaging the supported active ingredient. In addition, it is excellent in water resistance, heat resistance, long-term physical property stability, and the like.

よって、それを用いて得られる本発明の吸着剤は、従来の吸着剤と比較して、生産が容易且つ安価であるとともに、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、且つ、これらを多量に担持することができる。また、より精密に吸着性能を制御することが可能であるとともに、長期にわたり安定した吸着効果が得られる。   Therefore, the adsorbent of the present invention obtained by using it is easier and cheaper to produce than conventional adsorbents, and has a range of choices for the types of active ingredients that can be supported and the size of the molecules. It is wide and can carry a large amount of these. In addition, the adsorption performance can be controlled more precisely, and a stable adsorption effect can be obtained over a long period of time.

以下、本発明の代表的な実施の形態につき詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々変形して実施することができる。   Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の吸着剤は多孔質のシリカゲルをそなえ、このシリカゲルの細孔に吸着対象となる物質(被吸着物)を吸着する。また、通常はこのシリカゲルを担体として、被吸着物との間に何らかの相互作用を生じる物質(作用成分)を担持させて使用する。
まず、本発明の吸着剤に用いるシリカゲル(以下「本発明の担体シリカゲル」等と略称する。)について説明する。
The adsorbent of the present invention has porous silica gel, and adsorbs a substance to be adsorbed (adsorbed object) into the pores of the silica gel. Usually, this silica gel is used as a carrier and a substance (active component) that causes some kind of interaction with an adsorbed substance is supported.
First, the silica gel used for the adsorbent of the present invention (hereinafter abbreviated as “the carrier silica gel of the present invention”) will be described.

まず、本発明の担体シリカゲルは、細孔容積及び比表面積が以下の範囲にあることを特徴とする。具体的に、細孔容積の値は、通常0.05ml/g以上、好ましくは0.6ml/g以上、また、通常3.0ml/g以下、好ましくは2.0ml/g以下であり、比表面積の値は、通常100m2/g以上、好ましくは、300m2/g以上、また、通常1500m2/g以下、好ましくは1000m2/g以下、更に好ましくは900m2/g以下の範囲に存在する。これらの細孔容積及び比表面積の値は、窒素ガス吸脱着によるBET法で測定される。 First, the carrier silica gel of the present invention is characterized in that the pore volume and the specific surface area are in the following ranges. Specifically, the value of the pore volume is usually 0.05 ml / g or more, preferably 0.6 ml / g or more, and usually 3.0 ml / g or less, preferably 2.0 ml / g or less. The value of the surface area is usually 100 m 2 / g or more, preferably 300 m 2 / g or more, and usually 1500 m 2 / g or less, preferably 1000 m 2 / g or less, more preferably 900 m 2 / g or less. To do. These pore volume and specific surface area values are measured by the BET method by nitrogen gas adsorption / desorption.

また、本発明の担体シリカゲルは、最頻細孔径(Dmax)が35nm未満であることを特徴とする。最頻細孔径(Dmax)は、気体や液体の吸着や吸収に関する特性であり、最頻細孔径(Dmax)が小さいほど吸着や吸収性能が高い。従って、種々の特性の中で最頻細孔径(Dmax)は、特に触媒担体や薬剤担体、また、本発明のように吸着剤として使用するシリカゲルにとって重要な物性である。本発明の担体シリカゲルの好ましい最頻細孔径(Dmax)は、中でも20nm以下、更には18nm以下である。また、下限は特に制限されないが、通常は1nm以上である。 The carrier silica gel of the present invention is characterized in that the most frequent pore diameter (D max ) is less than 35 nm. The mode pore diameter (D max ) is a characteristic relating to the adsorption and absorption of gas and liquid, and the adsorption and absorption performance is higher as the mode pore diameter (D max ) is smaller. Therefore, the mode pore diameter (D max ) among various properties is an important physical property particularly for a catalyst carrier, a drug carrier, and a silica gel used as an adsorbent as in the present invention. The preferred mode pore diameter (D max ) of the carrier silica gel of the present invention is 20 nm or less, more preferably 18 nm or less. Moreover, although a minimum in particular is not restrict | limited, Usually, it is 1 nm or more.

なお、上記の最頻細孔径(Dmax)は、窒素ガス吸脱着によるBET法で測定した等温脱着曲線から、E. P. Barrett, L. G. Joyner, P. H. Haklenda, J. Amer. Chem. Soc., vol. 73, 373 (1951) に記載のBJH法により算出される細孔分布曲線をプロットして求められる。ここで、細孔分布曲線とは、微分細孔容積、すなわち、細孔径d(nm)に対する微分窒素ガス吸着量(ΔV/Δ(logd))を言う。上記のVは、窒素ガス吸着容積を表す。 The most frequent pore diameter (D max ) is determined from the isothermal desorption curve measured by the BET method by nitrogen gas adsorption / desorption, from EP Barrett, LG Joyner, PH Haklenda, J. Amer. Chem. Soc., Vol. , 373 (1951), the pore distribution curve calculated by the BJH method is plotted. Here, the pore distribution curve means the differential pore volume, that is, the differential nitrogen gas adsorption amount (ΔV / Δ (logd)) with respect to the pore diameter d (nm). Said V represents nitrogen gas adsorption volume.

更に、本発明の担体シリカゲルは、上記の最頻細孔径(Dmax)の値を中心として±20%の範囲内の径を有する細孔の容積が、全細孔容積に対する比の値で、通常50%以上、好ましくは60%以上であることを特徴とする。このことは、本発明の担体シリカゲルが有する細孔の径が、最頻細孔径(Dmax)付近で揃っていることを意味する。なお、上記の最頻細孔径(Dmax)の値の±20%の範囲内の径を有する細孔容積比の上限は特に限定されないが、通常は全細孔容積に対して90%以下である。 Furthermore, the carrier silica gel of the present invention has a pore volume having a diameter within a range of ± 20% centered on the value of the most frequent pore diameter (D max ) as a ratio value to the total pore volume, It is usually 50% or more, preferably 60% or more. This means that the pore diameters of the carrier silica gel of the present invention are uniform around the most frequent pore diameter (D max ). The upper limit of the volume ratio of pores having a diameter within the range of ± 20% of the value of the most frequent pore diameter (D max ) is not particularly limited, but is usually 90% or less with respect to the total pore volume. is there.

かかる特徴に関連して、本発明の担体シリカゲルは、上記のBJH法により算出された最頻細孔径(Dmax)における微分細孔容積ΔV/Δ(logd)が、通常2ml/g以上、中でも5ml/g以上、また、通常20ml/g以下、中でも12ml/g以下の範囲であることが好ましい(なお、上式においてdは細孔径(nm)を表わし、Vは窒素ガス吸着容積を表わす)。微分細孔容積ΔV/Δ(logd)が前記範囲に含まれるものは、最頻細孔径(Dmax)付近に径が揃っている細孔の絶対量が極めて多いものと言える。 In relation to such characteristics, the carrier silica gel of the present invention has a differential pore volume ΔV / Δ (logd) at the most frequent pore diameter (D max ) calculated by the BJH method of usually 2 ml / g or more, It is preferably 5 ml / g or more, and usually 20 ml / g or less, preferably 12 ml / g or less (in the above formula, d represents the pore diameter (nm) and V represents the nitrogen gas adsorption volume). . When the differential pore volume ΔV / Δ (logd) is included in the above range, it can be said that the absolute amount of pores having diameters in the vicinity of the most frequent pore diameter (D max ) is extremely large.

加えて、本発明の担体シリカゲルは、その三次元構造を見るに、非晶質であること、即ち、結晶性構造が認められないことを特徴とする。このことは、本発明の担体シリカゲルをX線回折で分析した場合に、結晶性ピークが実質的に認められないことを意味する。なお、本明細書において結晶質であるシリカゲルとは、X線回折パターンで0.6nm(d-spacing)を越えた位置に、少なくとも一つの結晶構造のピークを示すものを指す。結晶性構造を有するシリカゲルの例として、前述のミセルテンプレートシリカが挙げられる。非結晶質のシリカゲルは、結晶性のシリカゲルに較べて、極めて生産性に優れている。   In addition, the carrier silica gel of the present invention is characterized by being amorphous, that is, no crystalline structure is observed in view of its three-dimensional structure. This means that when the carrier silica gel of the present invention is analyzed by X-ray diffraction, substantially no crystalline peak is observed. In the present specification, crystalline silica gel refers to a crystalline silica having a peak of at least one crystal structure at a position exceeding 0.6 nm (d-spacing) in an X-ray diffraction pattern. Examples of the silica gel having a crystalline structure include the aforementioned micelle template silica. Amorphous silica gel is extremely excellent in productivity as compared with crystalline silica gel.

また、本発明の担体シリカゲルは、不純物の含有率が非常に低く、極めて高純度であることを特徴とする。具体的には、シリカゲル中に存在することでその物性に影響を与えることが知られている、アルカリ金属,アルカリ土類金属,周期表の13族,14族及び15族並びに遷移金属からなる群に属する金属元素(金属不純物)の合計の含有率が、通常500ppm以下、好ましくは100ppm以下、更に好ましくは50ppm以下、最も好ましくは30ppm以下である。このように不純物の影響が少ないことが、本発明の担体シリカゲルが高い耐熱性や耐水性などの優れた性質を発現できる大きな要因の一つである。   In addition, the carrier silica gel of the present invention is characterized by a very low impurity content and extremely high purity. Specifically, the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, groups 13, 14 and 15 of the periodic table, and transition metals, which are known to affect their physical properties by being present in silica gel. The total content of metal elements (metal impurities) belonging to is usually 500 ppm or less, preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and most preferably 30 ppm or less. Such a small influence of impurities is one of the major factors that allow the carrier silica gel of the present invention to exhibit excellent properties such as high heat resistance and water resistance.

更に、本発明の担体シリカゲルは、その構造に歪みが少ないことを特徴とする。ここで、シリカゲルの構造的な歪みは、固体Si−NMR測定におけるQ4ピークのケミカルシフトの値によって表わすことができる。以下、シリカゲルの構造的な歪みと、前記のQ4ピークのケミカルシフトの値との関連について、詳しく説明する。 Furthermore, the carrier silica gel of the present invention is characterized in that its structure is less distorted. Here, the structural strain of silica gel can be expressed by the value of the chemical shift of the Q 4 peak in the solid-state Si-NMR measurement. Hereinafter, the relationship between the structural distortion of silica gel and the chemical shift value of the Q 4 peak will be described in detail.

本発明の担体シリカゲルは非晶質ケイ酸の水和物であり、SiO2・nH2Oの示性式で表されるが、構造的には、Siの四面体の各頂点にOが結合され、これらのOに更にSiが結合して、ネット状に広がった構造を有する。そして、Si−O−Si−O−の繰り返し単位において、Oの一部が他の成員(例えば−H、−CH3など)で置換されているものもあり、一つのSiに注目した場合、下記式(A)に示す様に4個の−OSiを有するSi(Q4)や、下記式(B)に示す様に3個の−OSiを有するSi(Q3)等が存在する(下記式(A)及び(B)では、上記の四面体構造を無視し、Si−Oのネット構造を平面的に表わしている)。そして、固体Si−NMR測定において、上記の各Siに基づくピークは、順にQ4ピーク、Q3ピーク、・・と呼ばれる。 The carrier silica gel of the present invention is a hydrate of amorphous silicic acid, and is represented by the SiO 2 · nH 2 O characteristic formula, but structurally, O is bonded to each vertex of the Si tetrahedron. Further, Si is further bonded to these Os to have a structure spread in a net shape. In some repeating units of Si—O—Si—O—, some of O is substituted with other members (for example, —H, —CH 3, etc.). As shown in the following formula (A), there are Si (Q 4 ) having 4 —OSi, Si (Q 3 ) having 3 —OSi as shown in the following formula (B), etc. In the formulas (A) and (B), the tetrahedral structure is ignored and the Si—O net structure is represented in a plane). In the solid Si-NMR measurement, the peaks based on the respective Si are called Q 4 peak, Q 3 peak,.

Figure 2005211818
Figure 2005211818

本発明の担体シリカゲルは、上記のQ4ピークのケミカルシフトをδ(ppm)とした場合に、δが下記式(I)を満足することを特徴とする。
−0.0705×Dmax−110.36>δ ・・・式(I)
The carrier silica gel of the present invention is characterized in that δ satisfies the following formula (I) when the chemical shift of the Q 4 peak is δ (ppm).
−0.0705 × D max −110.36> δ Formula (I)

従来のシリカゲルでは、上記のQ4ピークのケミカルシフトの値δは、上記式(I)の左辺に基づいて計算した値よりも、一般に大きくなる。よって、本発明の担体シリカゲルは、従来のシリカゲルに比べて、Q4ピークのケミカルシフトがより小さな値を有することになる。これは、本発明の担体シリカゲルにおいて、Q4ピークのケミカルシフトがより高磁場に存在するということに他ならず、ひいては、Siに対して2個の−OSiで表される結合角がより均質であり、構造的な歪みがより少ないことを意味している。 In the conventional silica gel, the chemical shift value δ of the Q 4 peak is generally larger than the value calculated based on the left side of the formula (I). Therefore, the carrier silica gel of the present invention has a smaller value of the chemical shift of the Q 4 peak as compared with the conventional silica gel. This is nothing but the fact that the chemical shift of the Q 4 peak exists in a higher magnetic field in the carrier silica gel of the present invention, and as a result, the bond angle represented by two —OSi with respect to Si is more uniform. Which means less structural distortion.

本発明の担体シリカゲルにおいて、Q4ピークのケミカルシフトδは、上記式(I)の左辺(−0.0705×Dmax−110.36)に基づき算出される値よりも、好ましくは0.05%以上小さい値であり、更に好ましくは0.1%、特に好ましくは0.15%以上小さい値である。通常、シリカゲルのQ4ピークの最小値は−113ppmである。 In the carrier silica gel of the present invention, the chemical shift δ of the Q 4 peak is preferably 0.05 than the value calculated based on the left side of the formula (I) (−0.0705 × D max −110.36). % Or less, more preferably 0.1%, particularly preferably 0.15% or more. Usually, the minimum value of the Q 4 peak of silica gel is −113 ppm.

本発明の担体シリカゲルが有する、優れた耐熱性や耐水性と、上記の様な構造的歪みの関係については、必ずしも明らかではないが、次の様に推定される。すなわち、シリカゲルは大きさの異なる球状粒子の集合体で構成されているが、上記の様な構造的に歪みの少ない状態においては、球状粒子全体のミクロ構造的な高度の均質性が維持されるので、その結果、優れた耐熱性や耐水性が発現されるものと考えられる。なお、Q3以下のピークは、Si−Oのネット構造の広がりに制限があるため、シリカゲルの構造的な歪みが現れ難い。 The relationship between the excellent heat resistance and water resistance of the carrier silica gel of the present invention and the structural strain as described above is not necessarily clear, but is estimated as follows. In other words, silica gel is composed of aggregates of spherical particles of different sizes, but in a state where there is little structural distortion as described above, high microstructural homogeneity of the entire spherical particles is maintained. As a result, it is considered that excellent heat resistance and water resistance are exhibited. In addition, since the peak of Q 3 or less is limited in the spread of the Si—O net structure, the structural distortion of silica gel hardly occurs.

上記の特徴に関連して、本発明の担体シリカゲルは、固体Si−NMR測定によるQ4/Q3の値が、通常1.3以上、中でも1.5以上であることが好ましい。ここで、Q4/Q3の値とは、上述したシリカゲルの繰り返し単位の中で、−OSiが3個結合したSi(Q3)に対する−OSiが4個結合したSi(Q4)のモル比を意味する。一般に、この値が高い程、シリカゲルの熱安定性が高いことが知られており、ここから、本発明の担体シリカゲルは、熱安定性に極めて優れていることが判る。これに対して、結晶性である前述のミセルテンプレートシリカは、Q4/Q3の値が1.3を下回ることが多く、耐熱性が低い。 In relation to the above characteristics, the carrier silica gel of the present invention preferably has a Q 4 / Q 3 value of 1.3 or more, preferably 1.5 or more, as determined by solid Si-NMR measurement. Here, the value of Q 4 / Q 3 is the mole of Si (Q 4 ) in which four —OSi are bonded to Si (Q 3 ) in which three —OSi are bonded in the above-described repeating unit of silica gel. Means ratio. In general, it is known that the higher this value, the higher the thermal stability of the silica gel. From this, it can be seen that the carrier silica gel of the present invention is extremely excellent in thermal stability. On the other hand, the above-mentioned micellar template silica which is crystalline often has a Q 4 / Q 3 value of less than 1.3 and has low heat resistance.

なお、Q4ピークのケミカルシフト及びQ4/Q3の値は、実施例の説明において後述する方法を用いて固体Si−NMR測定を行ない、その結果に基づいて算出することができる。また、測定データの解析(ピーク位置の決定)は、例えば、ガウス関数を使用した波形分離解析等により、各ピークを分割して抽出する方法で行なう。 The value of chemical shift and Q 4 / Q 3 of Q 4 peak, performs solid Si-NMR measurement using the method described later in the description of embodiments, it can be calculated based on the result. Further, analysis of measurement data (determination of peak position) is performed by a method of dividing and extracting each peak by, for example, waveform separation analysis using a Gaussian function.

本発明の担体シリカゲルは、従来のゾル−ゲル法とは異なり、シリコンアルコキシドを加水分解する加水分解工程と共に得られたシリカヒドロゾルを縮合する工程縮合工程を経てシリカヒドロゲルを形成する加水分解・縮合工程と、当該加水分解・縮合工程に引き続き、シリカヒドロゲルを熟成することなく水熱処理することにより、所望の物性範囲のシリカゲルを得る物性調節工程とを、ともに包含する方法で製造することができる。   Unlike the conventional sol-gel method, the carrier silica gel of the present invention is hydrolyzed / condensed to form a silica hydrogel through a condensation step of condensing the silica hydrosol obtained together with a hydrolysis step of hydrolyzing silicon alkoxide. Subsequent to the hydrolysis step and the hydrolysis / condensation step, the method can be produced by a method including both a physical property adjusting step for obtaining a silica gel having a desired physical property range by hydrothermal treatment without aging the silica hydrogel.

本発明の担体シリカゲルの原料として使用されるシリコンアルコキシドとしては、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の炭素数1〜4の低級アルキル基を有するトリ又はテトラアルコキシシラン或いはそれらのオリゴマーが挙げられるが、好ましくはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びそれらのオリゴマーである。以上のシリコンアルコキシドは蒸留により容易に精製し得るので、高純度のシリカゲルの原料として好適である。シリコンアルコキシド中の金属不純物の総含有量は、通常100ppm以下、中でも50ppm以下、更には30ppm以下、特に10ppm以下が好ましい。これらの金属不純物の含有率は、一般的なシリカゲル中の不純物含有率の測定法と同じ方法で測定できる。   The silicon alkoxide used as a raw material for the carrier silica gel of the present invention includes lower alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as trimethoxysilane, tetramethoxysilane, triethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. And tri- or tetraalkoxysilanes or oligomers thereof are preferable, and tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and oligomers thereof are preferable. Since the above silicon alkoxide can be easily purified by distillation, it is suitable as a raw material for high-purity silica gel. The total content of metal impurities in the silicon alkoxide is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less. The content rate of these metal impurities can be measured by the same method as the measurement method of the impurity content rate in general silica gel.

シリコンアルコキシドの加水分解は、シリコンアルコキシド1モルに対して、通常2モル以上、好ましくは3モル以上、特に好ましくは4モル以上、また、通常20モル以下、好ましくは10モル以下、特に好ましくは8モル以下の水を用いて行なう。シリコンアルコキシドの加水分解により、シリカのヒドロゲルとアルコールとが生成する。この加水分解反応は、通常、室温から100℃程度であるが、加圧下で液相を維持することで、より高い温度で行なうことも可能である。また、加水分解時には必要に応じて、水と相溶性のあるアルコール類等の溶媒を添加してもよい。具体的には、炭素数1〜3の低級アルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、テトラヒドロフラン、メチルセロルブ、エチルセロルブ、メチルエチルケトン、その他の水と任意に混合できる有機溶媒を任意に用いることができるが、中でも強い酸性や塩基性を示さないものが、均一なシリカヒドロゲルを生成できるという理由から好ましい。   The hydrolysis of the silicon alkoxide is usually 2 mol or more, preferably 3 mol or more, particularly preferably 4 mol or more, and usually 20 mol or less, preferably 10 mol or less, particularly preferably 8 mol per mol of silicon alkoxide. Performed with less than a mole of water. Hydrolysis of silicon alkoxide produces silica hydrogel and alcohol. This hydrolysis reaction is usually from room temperature to about 100 ° C., but can be performed at a higher temperature by maintaining the liquid phase under pressure. Moreover, you may add solvents, such as alcohol compatible with water, as needed at the time of a hydrolysis. Specifically, lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, tetrahydrofuran, methyl cellolbu, ethyl cellolb, methyl ethyl ketone, and other organic solvents that can be arbitrarily mixed with water can be arbitrarily used. Among them, those that do not show strong acidity or basicity are preferred because they can produce a uniform silica hydrogel.

これらの溶媒を使用しない場合、本発明の担体シリカゲルの製造のためには、特に加水分解の際の攪拌速度が重要である。すなわち、シリコンアルコキシドと加水分解用の水は初期には分液しているため、攪拌によりエマルジョン化し、反応を促進させる。この際の攪拌速度は通常30rpm以上、好ましくは50rpm以上である。斯かる条件を満足しない場合には、本発明の担体シリカゲルを得るのが困難になる。なお、加水分解によりアルコールが生成して液が均一液となり、発熱が収まった後には、均一なヒドロゲルを形成させるために攪拌を停止することが好ましい。   When these solvents are not used, the stirring speed at the time of hydrolysis is particularly important for the production of the carrier silica gel of the present invention. That is, since silicon alkoxide and water for hydrolysis are separated at the initial stage, they are emulsified by stirring to promote the reaction. The stirring speed at this time is usually 30 rpm or more, preferably 50 rpm or more. If such a condition is not satisfied, it becomes difficult to obtain the carrier silica gel of the present invention. In addition, after alcohol produces | generates by hydrolysis and a liquid turns into a uniform liquid and heat_generation | fever stops, it is preferable to stop stirring in order to form a uniform hydrogel.

結晶構造を有するシリカゲルは、水中熱安定性に乏しくなる傾向にあり、ゲル中に細孔を形成するのに用いられる界面活性剤等のテンプレートの存在下でシリコンアルコキシドを加水分解すると、ゲルは容易に結晶構造を含むものとなる。従って、本発明においては、界面活性剤等のテンプレートの非存在下で、即ち、これらがテンプレートとしての機能を発揮する程の量は存在しない条件下で、加水分解を行なうことが好ましい。   Silica gel with a crystal structure tends to have poor thermal stability in water, and gels are easy to hydrolyze silicon alkoxide in the presence of a template such as a surfactant used to form pores in the gel. Includes a crystal structure. Therefore, in the present invention, it is preferable to perform the hydrolysis in the absence of a template such as a surfactant, that is, in a condition where there is no such an amount that it functions as a template.

反応時間は、反応液組成(シリコンアルコキシドの種類や、水とのモル比)並びに反応温度に依存し、ゲル化するまでの時間が異なるので、一概には規定されない。なお、反応系に触媒として、酸,アルカリ,塩類などを添加することで加水分解を促進させることができる。しかしながら、斯かる添加物の使用は、後述するように、生成したヒドロゲルの熟成を引き起こすことになるので、本発明の担体シリカゲルの製造においてはあまり好ましくない。   The reaction time depends on the reaction solution composition (type of silicon alkoxide and molar ratio with water) and the reaction temperature, and the time until gelation differs, so it is not unconditionally specified. In addition, hydrolysis can be accelerated | stimulated by adding an acid, an alkali, salts, etc. to a reaction system as a catalyst. However, the use of such an additive is not preferable in the production of the carrier silica gel of the present invention because it causes aging of the produced hydrogel, as will be described later.

上記のシリコンアルコキシドの加水分解反応では、シリコンアルコキシドが加水分解してシリケートが生成するが、引き続いて該シリケートの縮合反応が起こり、反応液の粘度が上昇し、最終的にゲル化してシリカヒドロゲルとなる。本発明の担体シリカゲルを製造するためには、上記の加水分解により生成したシリカのヒドロゲルの硬さが上昇しないように、実質的に熟成することなく、直ちに水熱処理を行なうことが重要である。シリコンアルコキシドを加水分解すると、軟弱なシリカのヒドロゲルが生成するが、このヒドロゲルを安定した熟成、あるいは乾燥させ、更にこれに水熱処理を施し、最終的に細孔特性の制御されたシリカゲルとする従来の方法では、本発明で規定する物性範囲の担体シリカゲルを製造することができない。   In the above silicon alkoxide hydrolysis reaction, the silicon alkoxide is hydrolyzed to produce a silicate. Subsequently, a condensation reaction of the silicate occurs, the viscosity of the reaction solution rises, and finally gelates to form a silica hydrogel. Become. In order to produce the carrier silica gel of the present invention, it is important to immediately perform a hydrothermal treatment without substantially aging so that the hardness of the hydrogel of silica produced by the above hydrolysis does not increase. Hydrolysis of silicon alkoxide produces a soft silica hydrogel. This hydrogel is stably aged or dried, and then hydrothermally treated, finally resulting in silica gel with controlled pore properties. In this method, it is not possible to produce a carrier silica gel having a physical property range defined in the present invention.

上記にある、加水分解により生成したシリカのヒドロゲルを、実質的に熟成することなく、直ちに水熱処理を行なうということは、シリカのヒドロゲルが生成した直後の軟弱な状態が維持されたままで、次の水熱処理に供するということを意味する。シリコンアルコキシドの加水分解反応系に酸、アルカリ、塩類等を添加すること、又は該加水分解反応の温度を厳しくし過ぎることなどは、ヒドロゲルの熟成を進行させるため好ましくない。また、加水分解後の後処理における水洗,乾燥,放置などにおいて、必要以上に温度や時間をかけるべきではない。   The hydrothermal treatment of the silica hydrogel formed by hydrolysis, as described above, is performed immediately without substantially aging. This means that the soft state immediately after the formation of the silica hydrogel is maintained and the following conditions are maintained. It means to be subjected to hydrothermal treatment. It is not preferable to add acid, alkali, salt, or the like to the silicon alkoxide hydrolysis reaction system, or to make the temperature of the hydrolysis reaction too strict, since the aging of the hydrogel proceeds. In addition, the temperature and time should not be increased more than necessary in washing, drying, and leaving in post-treatment after hydrolysis.

ヒドロゲルの熟成状態を具体的に確認する手段としては、ヒドロゲルの硬度を参考にすることができる。即ち、破壊応力が、通常6MPa以下、好ましくは3MPa以下、更に好ましくは2MPa以下の柔らかい状態のヒドロゲルを水熱処理することで、本発明で規定する物性範囲の担体シリカゲルを得ることができる。   As means for specifically confirming the aging state of the hydrogel, the hardness of the hydrogel can be referred to. That is, a carrier silica gel having a physical property range defined by the present invention can be obtained by hydrothermally treating a soft hydrogel having a fracture stress of usually 6 MPa or less, preferably 3 MPa or less, more preferably 2 MPa or less.

この水熱処理の条件としては、水の状態が液体、気体の何れでもよく、溶媒や他の気体によって希釈されていてもよいが、好ましくは液体の水が使われる。シリカのヒドロゲルに対して、通常0.1重量倍以上、好ましくは0.5重量倍以上、特に好ましくは1重量倍以上、また、通常10重量倍以下、好ましくは5重量倍以下、特に好ましくは3重量倍以下の範囲の水を加えてスラリー状とし、通常40℃以上、好ましくは50℃以上、また、通常250℃以下、好ましくは200℃以下の温度で、通常0.1時間以上、好ましくは1時間以上、また、通常100時間以下、好ましくは10時間以下の範囲で実施される。水熱処理に使用される水には、低級アルコール類、メタノール、エタノール、プロパノールや、ジメチルホルムアミド(DMF)やジメチルスルホキシド(DMSO)、その他の有機溶媒などが含まれてもよい。また、シリカゲルを膜状あるいは層状に粒子、基板、あるいは管などの基体上に形成させた材料の場合にも、この水熱処理方法は適用される。なお、加水分解反応の反応器を用い、続けて温度条件変更により水熱処理を行なうことも可能であるが、加水分解反応とその後の水熱処理とでは通常、最適条件が異なっているため、この方法で本発明の担体シリカゲルを得ることは一般的に難しい。   As conditions for this hydrothermal treatment, the state of water may be either liquid or gas, and it may be diluted with a solvent or other gas, but preferably liquid water is used. It is usually 0.1 times by weight or more, preferably 0.5 times by weight or more, particularly preferably 1 by weight or more, and usually 10 times by weight or less, preferably 5 times by weight or less, particularly preferably to silica hydrogel. Water in the range of 3 times by weight or less is added to form a slurry, which is usually 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, usually 0.1 hour or longer, preferably Is carried out in the range of 1 hour or longer, usually 100 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter. The water used for the hydrothermal treatment may contain lower alcohols, methanol, ethanol, propanol, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and other organic solvents. The hydrothermal treatment method is also applied to a material in which silica gel is formed in a film or layer on a substrate such as particles, a substrate, or a tube. Although it is possible to perform hydrothermal treatment by changing the temperature condition using a hydrolysis reaction reactor, the optimum conditions are usually different between the hydrolysis reaction and the subsequent hydrothermal treatment. Thus, it is generally difficult to obtain the carrier silica gel of the present invention.

以上の水熱処理条件において温度を高くすると、得られるシリカゲルの細孔径、細孔容積が大きくなる傾向がある。水熱処理温度としては、通常100℃以上、通常200℃以下の範囲であることが好ましい。また、処理時間とともに、得られるシリカゲルの比表面積は、一度極大に達した後、緩やかに減少する傾向がある。以上の傾向を踏まえて、所望の物性値に応じて条件を適宜選択する必要があるが、水熱処理は、シリカゲルの物性を変化させる目的なので、通常、前記の加水分解の反応条件より高温条件とすることが好ましい。   When the temperature is increased under the hydrothermal treatment conditions described above, the pore diameter and pore volume of the resulting silica gel tend to increase. The hydrothermal treatment temperature is preferably in the range of usually 100 ° C. or higher and usually 200 ° C. or lower. Further, with the treatment time, the specific surface area of the silica gel obtained tends to decrease gradually after reaching the maximum once. Based on the above tendency, it is necessary to appropriately select the conditions according to the desired physical property values, but since hydrothermal treatment is intended to change the physical properties of silica gel, it is usually at a higher temperature than the hydrolysis reaction conditions described above. It is preferable to do.

水熱処理の温度、時間を上記範囲外に設定すると、本発明の担体シリカゲルを得ることが困難となる。例えば、水熱処理の温度が高すぎると、シリカゲルの細孔径、細孔容積が大きくなりすぎ、また、細孔分布も広がる。逆に、水熱処理の温度が低過ぎると、生成するシリカゲルは、架橋度が低く、熱安定性に乏しくなり、細孔分布にピークが発現しなくなったり、前述した固体Si−NMRにおけるQ4/Q3の値が極端に小さくなったりする。 If the hydrothermal treatment temperature and time are set outside the above ranges, it will be difficult to obtain the carrier silica gel of the present invention. For example, if the hydrothermal treatment temperature is too high, the pore diameter and pore volume of the silica gel become too large, and the pore distribution is also widened. On the other hand, if the hydrothermal treatment temperature is too low, the resulting silica gel has a low degree of crosslinking, poor thermal stability, no peaks in the pore distribution, or Q 4 / the value of Q 3 may become extremely small.

なお、水熱処理をアンモニア水中で行なうと、純水中で行なう場合よりも低温で同様の効果が得られる。また、アンモニア水中で水熱処理すると、純水中で処理する場合と比較して、最終的に得られるシリカゲルは一般に疎水性となるが、通常30℃以上、好ましくは40℃以上、通常250℃以下、好ましくは200℃以下という比較的高温で水熱処理すると、特に疎水性が高くなる。ここでのアンモニア水のアンモニア濃度としては、好ましくは0.001%以上、特に好ましくは0.005%以上、また、好ましくは10%以下、特に好ましくは5%以下の範囲である。   When the hydrothermal treatment is performed in ammonia water, the same effect can be obtained at a lower temperature than in pure water. In addition, when hydrothermal treatment is performed in ammonia water, the silica gel finally obtained is generally hydrophobic as compared with the case of treatment in pure water, but usually 30 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, usually 250 ° C. or lower. In particular, when the hydrothermal treatment is performed at a relatively high temperature of 200 ° C. or less, the hydrophobicity becomes particularly high. The ammonia concentration here is preferably 0.001% or more, particularly preferably 0.005% or more, and preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.

水熱処理されたシリカヒドロゲルは、通常40℃以上、好ましくは60℃以上、通常200℃以下、好ましくは120℃以下で乾燥する。乾燥方法は特に限定されるものではなく、バッチ式でも連続式でもよく、且つ、常圧でも減圧下でも乾燥することができる。必要に応じ、原料のシリコンアルコキシドに由来する炭素分が含まれている場合には、通常400℃以上、600℃以下で焼成除去することができる。また、表面状態をコントロールするため、最高900℃の温度で焼成することもある。   The hydrothermally treated silica hydrogel is usually dried at 40 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, usually 200 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower. The drying method is not particularly limited, and it may be a batch type or a continuous type, and can be dried under normal pressure or reduced pressure. If necessary, when a carbon component derived from the raw material silicon alkoxide is contained, it can be removed usually by baking at 400 ° C. or more and 600 ° C. or less. Moreover, in order to control a surface state, it may bake at the temperature of a maximum of 900 degreeC.

乾燥(又は焼成)後のシリカゲルを、必要に応じて公知の各種手法により粉砕及び/又は分級することで、本発明の担体シリカゲルを得ることができる。なお、必要に応じて、粉砕及び/又は分級後のシリカゲルを公知の各種手法により成形(例えば、球状,錠剤状,押出品,ペレット品等の形状に成形)して、これを本発明の担体シリカゲルとして使用するのも好ましい。   The carrier silica gel of the present invention can be obtained by pulverizing and / or classifying the dried (or baked) silica gel by various known methods as necessary. If necessary, the silica gel after pulverization and / or classification is formed by various known methods (for example, formed into a spherical shape, a tablet shape, an extruded product, a pellet shape, etc.), and this is used as the carrier of the present invention. It is also preferred to use as silica gel.

本発明の担体シリカゲルの形状は特に限定されず、粉末状、粒状、球状、微粉凝集体、微粉を用いた成形体等の各種の形状の中から、用途に応じて適宜選択することができる。上述の粉砕,分級,成形等の有無及び条件については、選択した形状に応じて適宜決定すればよい。   The shape of the carrier silica gel of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from various shapes such as a powder, a granule, a sphere, a fine powder aggregate, and a molded body using the fine powder, depending on the application. The presence / absence and conditions of the above-described pulverization, classification, molding, and the like may be appropriately determined according to the selected shape.

本発明の担体シリカゲルは、従来のシリカゲル等の多孔質担体と比較して、よりシャープな細孔分布を有するとともに、その細孔径をより精密に制御することが可能である。従って、吸着剤に使用する場合に、細孔内に担持させる各種物質(被担持成分:作用成分)の分子サイズに応じて細孔径を精密に制御することができ、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広い。また、細孔内に担持させる各種物質(被担持成分:作用成分)の分子サイズに応じて細孔径を適切に制御することによって、安定した速度で被吸着物を吸着させることが可能であり、吸着速度を制御するために一般に使用されている添加物の使用量を減らすことができると期待される。加えて、細孔特性等の品質再現性が高いので、吸着量や吸着速度の振れ幅が非常に問題となる高機能吸着剤の分野においても、安全性が高く品質が安定した吸着剤製品を提供することが可能となる。   The carrier silica gel of the present invention has a sharper pore distribution and can control the pore diameter more precisely than a conventional porous carrier such as silica gel. Therefore, when used as an adsorbent, the pore diameter can be precisely controlled according to the molecular size of various substances (supported components: active components) to be supported in the pores. There is a wide range of choices for the size of the molecule. In addition, by appropriately controlling the pore diameter according to the molecular size of various substances to be supported in the pores (supported component: active component), it is possible to adsorb the object to be adsorbed at a stable rate. It is expected that the amount of additives commonly used to control the adsorption rate can be reduced. In addition, because of the high quality reproducibility such as pore characteristics, adsorbent products with high safety and stable quality can be obtained even in the field of high performance adsorbents where the amount of adsorption and the fluctuation speed of adsorption speed are extremely problematic. It becomes possible to provide.

また、本発明の担体シリカゲルは、非常に高純度である上に、細孔壁が比較的厚く、シロキサン結合角の歪みが少ない均質で安定な構造を有するので、過酷な使用条件においても細孔特性等の物性変化が少ないという特徴を有する。従って、従来のシリカゲル等の多孔質担体と比較して、耐熱性や耐水性等の各種物性に優れているともに、工場などにおける長期にわたる使用条件下や、高分子材料への添加時における高温成形加工等の過酷な条件下で使用した場合、或いは、反応性が高く担体を劣化させ易い物質等を併用した場合でも、これらの各種物性が安定して維持されるものと考えられる。また、非常に高純度であることから、被担持成分である作用成分に対して不要な活性を示すことが無く、各種の作用成分を安定に担持できるものと期待される。   In addition, the carrier silica gel of the present invention has a very high purity, a pore wall that is relatively thick, and a homogeneous and stable structure with little distortion of the siloxane bond angle. It has the feature that there is little change in physical properties such as characteristics. Therefore, it is superior in various physical properties such as heat resistance and water resistance as compared to conventional porous carriers such as silica gel, and is used under long-term use conditions in factories and at high temperatures when added to polymer materials. These various physical properties are considered to be stably maintained even when used under severe conditions such as processing, or when a substance having high reactivity and easily deteriorating the carrier is used in combination. Moreover, since it is very high purity, it does not show unnecessary activity with respect to the active ingredient which is a supported ingredient, and it is expected that various active ingredients can be stably supported.

更に、本発明の担体シリカゲルは、同程度の細孔径を有する従来の多孔質担体と比較して、比較的より高比表面積かつ高細孔容積という特徴を有するので、作用成分の担持可能容量がより大きく、これらを多量に担持可能である上に、作用成分の保持能力がより優れている。これによって、作用成分を長期にわたり安定して、有効に使用することができると考えられる。加えて、非結晶性であるので、生産が容易であり価格も安く抑えられる。   Furthermore, the carrier silica gel of the present invention has a relatively high specific surface area and a high pore volume, compared with the conventional porous carrier having the same pore diameter, so that the capacity capable of carrying the active ingredient is high. In addition to being larger and capable of supporting a large amount of these, the holding ability of the active ingredient is more excellent. Thus, it is considered that the active ingredient can be used stably and effectively over a long period of time. In addition, since it is non-crystalline, production is easy and the price can be kept low.

更に、本発明の担体シリカゲルは、残存するヒドロキシル基の一部又は全部をカップリング処理によってS又はNを含む基へと変換し、これを有効に使用することによって、より高機能な担体とすることができる。   Furthermore, the carrier silica gel of the present invention converts a part or all of the remaining hydroxyl groups into a group containing S or N by a coupling treatment, and uses this effectively to make a more highly functional carrier. be able to.

以上列挙した各種利点を有することから、本発明の担体シリカゲルは、屋内・屋外・乗り物内を問わず様々な状況下で使用され得る各種の作用成分を被担持成分として担持させることにより、非常に高性能な吸着剤として好適に使用することができる。   Because of having the various advantages listed above, the carrier silica gel of the present invention can be used by supporting various active ingredients that can be used in various situations, whether indoors, outdoors, or in vehicles. It can be suitably used as a high-performance adsorbent.

本発明の担体シリカゲルに作用成分を担持させ、吸着剤(本発明の吸着剤)として使用する場合、その作用成分は用途に応じて自由に選択することができる。具体的には、ジチオ−2,2−ビス(ベンズメチルアミド)、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、フラボノール、フラボン、フラバノン、ジオスメチン、ジオスミン、エリオジクチン、エリオジクチオール、ヘスペリジン、ヘスペレチン、ケムフェロール、ナリンゲニン、ナリンギン、ケルセチン、ルチン等の有機化合物や、Cu、Zn、Sn、Pb、Ti、Zr、Al、及びFeのうち何れかの金属元素を有する化合物種、好ましくは、酸化亜鉛、リシノール酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、硫酸銅、硫酸第一鉄等の化合物が好適に用いられる。また、天然抽出系の物質としては、例えばフキ、ツワブキ、シダ、ベイ、ジャスミン、シナモン、丁字、ユーカリ、ベルガモット、ドクダミ、アビエス、竹、笹、ヒノキ、ヒバ、松、椿、くすのき、バラ、ヒイラギモクセイ、ヤマナラシ、キリ、コナラ、レンギョウ、ライラック、オレンジ・レモン・キンカン等の柑橘類、ペパーミント、リンゴ、柿、梅、桃、大根、カイワレ、蓬、紫蘇、アロエから選ばれる植物のうち少なくとも一つの植物の抽出物を含むなどを挙げることができ、これらはいずれも一種を単独で又は二種以上を適宜併用してもよい。   When an active ingredient is supported on the carrier silica gel of the present invention and used as an adsorbent (adsorbent of the present invention), the active ingredient can be freely selected according to the application. Specifically, dithio-2,2-bis (benzmethylamide), 1,2-benzisothiazolin-3-one, flavonol, flavone, flavanone, diosmethine, diosmine, erodidictin, eriodictyol, hesperidin, hesperetin, chem Organic compounds such as ferrol, naringenin, naringin, quercetin, rutin, etc., and compound species having any metal element of Cu, Zn, Sn, Pb, Ti, Zr, Al, and Fe, preferably zinc oxide, ricinol Compounds such as zinc acid, zinc 2-ethylhexanoate, zinc stearate, copper sulfate and ferrous sulfate are preferably used. Naturally extracted substances include, for example, Japanese cypress, Japanese cypress, fern, bay, jasmine, cinnamon, clove, eucalyptus, bergamot, dokudami, abies, bamboo, bamboo shoots, cypress, hiba, pine, bamboo shoots, rose, holly At least one plant selected from citrus fruits such as moksei, porcupine, drill, konara, forsythia, lilac, orange, lemon, and kumquat, peppermint, apple, persimmon, plum, peach, radish, silkworm, persimmon, perilla, and aloe These may be included, and any of these may be used alone or in appropriate combination of two or more.

また、消臭という利用上の分野に特化した場合、香料成分をマスキング剤として併用することも出来る。その場合の香料成分としては、例えば、脂肪族炭化水素、テルペン炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素類;脂肪族アルコール、テルペンアルコール、芳香族アルコール等のアルコール類;脂肪族エーテル、芳香族エーテル等のエーテル類;脂肪族オキサイド、テルペン類のオキサイド等のオキサイド類;脂肪族アルデヒド、チオアルデヒド、芳香族アルデヒド等のアルデヒド類;脂肪族ケトン、テルペンケトン、水素化芳香族ケトン、脂肪族環状ケトン、非ベンゼン系芳香族ケトン、芳香族ケトン等のケトン類;アセタール類;ケタール類;フェノール類;フェノールエーテル類;脂肪酸、テルペン系カルボン酸、水素化芳香族カルボン酸、芳香族カルボン酸等の酸類;酸アマイド類;脂肪族ラクトン、環状ラクトン、テルペン系ラクトン、水素化芳香族ラクトン、芳香族ラクトン等のラクトン類;脂肪族エステル、フラン系のカルボン酸族エステル、脂肪族環状カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル等のエステル類;ニトロムスク類、ニトリル、アミン、ピリジン類、キノリン類、ピロール、インドール等の含窒素化合物などの合成香料、動物、植物からの天然香料、天然香料及び/又は合成香料を含む調合香料などを挙げることができる。また、香料成分をその官能性(機能)によって分類した場合、具体例としては、例えばペパーミント、プチグレイン、シトロネラ、スペアミント、ライム、マンダリンなどの気分をリフレッシュさせる香料、安息香酸、ゼラニウム、乳香、白檀、マジョラム、ラベンダー、ラバンディンなどのリラックスさせる香料、スィートオレンジ、ジャーマンカモマイル、ローマンカモマイル、リンデンなどの心地よい眠りを誘う香料、フェンネル、カルダモン、クラリーセージ、ブラックペッパー、ジュニパー、パーチュリー、ヒソップ、メリッサ、没薬、コリアンダー、アンジエリカルート、スターアニス、タラゴン、サッサフラスなどの強壮・活力あふれる気分にさせる香料、イランイラン、ビターオレンジ、ジャスミン、ダマクローズ、チャイナローズ、ベチバー、チュベローズ、バイオレットリーフ、アーモンドビター、バニラ、バルサムなどの気分を高めムードづくりに役立つ香料、バジル、ローズマリー、ローレルなどの集中力向上に役立つ香料、サイプレス、カンファー、ベルガモット、ユーカリ、ローズウッド、ニアウリ、シダーリーフ、シナモンリーフなどのエアーフレッシュ効果を有する香料、さらにカラマスルート、オリスルート、グリーンハーブ、フローラルなどの香料が挙げられる。これらの香料成分に関しても、一種を単独で使用してもよく、二種以上を適宜併用してもよい。   Moreover, when specializing in the field | area of utilization called deodorizing, a fragrance | flavor component can also be used together as a masking agent. In this case, examples of the fragrance component include hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbons, terpene hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons; alcohols such as aliphatic alcohols, terpene alcohols, and aromatic alcohols; aliphatic ethers, aromatics Ethers such as ethers; Oxides such as aliphatic oxides and terpene oxides; Aldehydes such as aliphatic aldehydes, thioaldehydes and aromatic aldehydes; Aliphatic ketones, terpene ketones, hydrogenated aromatic ketones, aliphatic cyclics Ketones such as ketones, non-benzene aromatic ketones, aromatic ketones; acetals; ketals; phenols; phenol ethers; fatty acids, terpene carboxylic acids, hydrogenated aromatic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, etc. Acids; Acid amides; Aliphatic lactones, cyclic lactones, terpene lactos Lactones such as hydrogenated aromatic lactones and aromatic lactones; esters such as aliphatic esters, furan carboxylic acid esters, aliphatic cyclic carboxylic acid esters, and aromatic carboxylic acid esters; nitromusks, nitriles, amines Synthetic fragrances such as nitrogen-containing compounds such as pyridines, quinolines, pyrrole and indole, natural fragrances from animals and plants, blended fragrances containing natural fragrances and / or synthetic fragrances, and the like. In addition, when the perfume ingredients are classified according to their functionality (function), specific examples include, for example, perfume that refreshes the mood such as peppermint, petit grain, citronella, spearmint, lime, mandarin, benzoic acid, geranium, frankincense, sandalwood Relaxing fragrances such as marjoram, lavender, labandin, sweet oranges, German camomile, roman camomile, linden, etc. , Angie Elica Root, Star Anise, Tarragon, Sassafras, and other fragrances that make you feel vibrant and dynamic, Ylang Ylang, Bitter Orange, Jasmine, Dama Close, Chai Rose, vetiver, tuberose, violet leaf, almond bitter, vanilla, balsam and other fragrances that help improve mood, basil, rosemary, laurel and other fragrances that help improve concentration, cypress, camphor, bergamot, eucalyptus, rose Examples include fragrances having an air fresh effect such as wood, near uri, cedar leaf, and cinnamon leaf, and fragrances such as kalamas root, oris root, green herb, and floral. Also regarding these fragrance | flavor components, 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together suitably.

また、これらのほかに、抗菌性等を有する機能性物質、例えばヒバオイル、月桃オイル、ペニーロイヤル、レモングラス、レモン、スパイスクラベンダー、ナツメグ、オレガノ、セージ、ジンジャー、セーボリー、タイム、オールスパイス、シダーウッド、シナモンバーク、クローブバッズ、カユブテ、パイン、ティートゥリー、カプサイシン、スクワレン、スクワラン、ヒアルロン酸化合物、各種ビタミン類等を使用することで、抗菌性その他等の機能も付与することができる。   In addition to these, functional substances having antibacterial properties such as hiba oil, moon peach oil, penny royal, lemongrass, lemon, spice lavender, nutmeg, oregano, sage, ginger, savory, thyme, allspice, By using cedarwood, cinnamon bark, clovebuds, caybute, pine, tea tree, capsaicin, squalene, squalane, hyaluronic acid compounds, various vitamins, etc., functions such as antibacterial properties and the like can also be imparted.

更には、シリカゲルに残存するヒドロキシル基の一部又は全部を、カップリング処理によってS又はNを含む基へと変換するにあたっては、例えば、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリアルコキシシラン等で担体シリカゲルを処理するのが好適である。また、このような処理によって一旦担持させた含S基又は含N基を、更に官能基変換によってより吸着性能の高い官能基へと変換することも可能であり、これらの処理によって新たな吸着機能を付与することができる。   Furthermore, in converting some or all of the hydroxyl groups remaining on the silica gel into a group containing S or N by a coupling treatment, for example, 3-mercaptopropyltrialkoxysilane, 3-aminopropyltrialkoxysilane It is preferable to treat the carrier silica gel with N-phenyl-3-aminopropyltrialkoxysilane or the like. Moreover, it is also possible to convert the S-containing group or N-containing group once supported by such treatment into a functional group having higher adsorption performance by functional group conversion. Can be granted.

但し、上に列挙した成分や処理方法はあくまでも一例であり、本発明の担体シリカゲルに担持させることのできる成分及び処理方法はこれらに限定されるものではない。   However, the components and treatment methods listed above are merely examples, and the components and treatment methods that can be supported on the carrier silica gel of the present invention are not limited thereto.

上述の各種作用成分等が本発明の担体シリカゲルの細孔内に担持されている状態としては、固体状でも液体状でも良く、また、水や溶媒・分散媒等に溶解又は分散した溶液状・分散液状などの何れの状態であっても良い。更に、これらの作用成分等は、水溶性であっても油溶性であっても良い。   The state in which the above-mentioned various active ingredients are supported in the pores of the carrier silica gel of the present invention may be solid or liquid, and may be a solution or a solution dissolved or dispersed in water, a solvent, a dispersion medium, or the like. Any state such as dispersed liquid may be used. Further, these active ingredients may be water-soluble or oil-soluble.

これらの作用成分等の担持方法には限定が無く、任意の方法を用いることができる。そのような方法の例としては次のようなものがある。これらの方法例は単独に用いても良く、適宜に組み合わせて用いても良い。   There is no limitation on the loading method of these active ingredients, and any method can be used. Examples of such methods include the following. These method examples may be used alone or in appropriate combination.

i).担持させる作用成分等を容器に密封し、加熱して機能性分子をガス化させ、本発明の担体シリカゲルをこのガス中に晒して、その細孔中に作用成分等を吸着させる方法。 i). A method in which the active ingredient to be supported is sealed in a container, heated to gasify the functional molecule, the carrier silica gel of the present invention is exposed to this gas, and the active ingredient is adsorbed in the pores.

ii).作用成分等を加熱して溶融させ、その溶融液中に本発明の担体シリカゲルを浸漬して香料等を含浸させる方法。 ii). A method in which an active ingredient is heated and melted, and the carrier silica gel of the present invention is immersed in the melt to impregnate a fragrance or the like.

iii).作用成分等を溶媒に溶解し、その溶液に本発明の担体シリカゲルを浸漬して細孔内に香料成分等を含浸させ、その後溶媒を蒸発させる方法。 iii). A method of dissolving an active ingredient or the like in a solvent, immersing the carrier silica gel of the present invention in the solution to impregnate a perfume ingredient or the like in pores, and then evaporating the solvent.

iv).その他、本発明の担体シリカゲルと作用成分等とを適当な量比で混合した後にその混合物を作用成分等の融点以上に加熱する方法、作用成分等の原料物質を本発明の担体シリカゲルの細孔中に含浸させた後に、加熱等により細孔中で作用成分等を合成する方法等。 iv). In addition, after mixing the carrier silica gel of the present invention and the active ingredient in an appropriate amount ratio, the mixture is heated to a melting point or higher of the active ingredient, etc. A method of synthesizing active components in pores by heating or the like after impregnation.

以上のような含浸処理の後、更に、本発明の担体シリカゲルの表面を高分子膜やデキストリン等で覆うことにより、被吸着物成分の選択性の向上や吸着速度の調節を期待することもできる。一方、以上のプロセスにより製造した吸着剤中における有効成分(作用成分)濃度が高すぎる場合には、これを粘土やシリカゲル等の安価な粉体やバインダで増量しても良い。   After the impregnation treatment as described above, the surface of the carrier silica gel of the present invention is further covered with a polymer film, dextrin, etc., so that it is possible to expect the improvement of the selectivity of the adsorbent component and the adjustment of the adsorption rate. . On the other hand, when the concentration of the active ingredient (active ingredient) in the adsorbent produced by the above process is too high, it may be increased with an inexpensive powder or binder such as clay or silica gel.

更には、従来より吸着剤の併用材料として用いられている各種高分子樹脂材料と併用してもよい。具体的には、例えば高分子樹脂材料中に作用成分を分散させた形態の吸着剤へ応用する際には、先述の高分子樹脂材料(またはその溶液)に、作用成分とともに本発明のシリカゲルよりなる担体シリカゲルを分散させ、これをスプレードライ等の従来公知の方法によって微粒子化することで、吸着剤を得ることが出来る。この際、本発明の担体シリカゲルは、その細孔特性等によって高分子樹脂材料(またはその溶液)中に均一に分散させることが出来るので、安定した品質の吸着剤を得ることが可能となる。   Furthermore, you may use together with various polymeric resin materials conventionally used as a combined use material of adsorption agent. Specifically, for example, when applied to an adsorbent in which an active ingredient is dispersed in a polymer resin material, the silica gel of the present invention is added to the aforementioned polymer resin material (or a solution thereof) together with the active ingredient. The adsorbent can be obtained by dispersing the carrier silica gel to be finely divided by a conventionally known method such as spray drying. At this time, since the carrier silica gel of the present invention can be uniformly dispersed in the polymer resin material (or solution thereof) due to its pore characteristics and the like, a stable quality adsorbent can be obtained.

こうして作成された本発明の吸着剤の使用形態は特に限定されず、その目的に応じて、そのままの状態で、又は他の吸着剤の使用方法に倣い適宜な形状に成形したり、通気・通水性・通油性の容器に封入したりして、適宜使用することができる。   The use form of the adsorbent of the present invention prepared in this way is not particularly limited, and depending on the purpose, it can be used as it is, or can be molded into an appropriate shape according to the use method of other adsorbents, or can be ventilated / passed through. It can be used as appropriate by enclosing it in an aqueous / oil-permeable container.

本発明の吸着剤は、先述した利点を有する担体シリカゲルを用い、この細孔内に各種作用成分等の被担持成分を担持させているので、従来のシリカゲル等の多孔質担体を用いた従来の吸着剤と比較して、被吸着物の選択性や吸着速度、吸着量の経時的変化等の各種吸着性能をより正確に制御することができる。また、従来の吸着剤と比較して、より多くの作用成分を担体シリカゲルに担持させることができるとともに、担体シリカゲルや被担持成分の変性や劣化が少ないので、長期にわたり安定した吸着効果が得られるものと考えられる。   Since the adsorbent of the present invention uses the carrier silica gel having the above-mentioned advantages and supports the supported components such as various active ingredients in the pores, the conventional adsorbent using the conventional porous carrier such as silica gel is used. Compared with the adsorbent, it is possible to more accurately control various adsorption performances such as the selectivity of the object to be adsorbed, the adsorption speed, and the change over time in the adsorption amount. Compared to conventional adsorbents, more active components can be supported on the carrier silica gel, and since the silica gel and supported components are less modified and deteriorated, a stable adsorption effect can be obtained over a long period of time. It is considered a thing.

本発明の吸着剤によって吸着除去される物質としては、アンモニア・各種アミン系の含窒素化合物のほか、メルカプタン等に代表される含硫黄化合物、また、各種アルデヒド、有機酸、エステル類、各種ジエン、芳香族等の有機系化合物、煙草の煙や自動車の排ガス、工場等で使用される気体・液体中の重金属化合物等が挙げられる。これらの被吸着物は各々単独でも、混合物として存在しても良いし、また様々な第三成分が共存することも前提となっている。   Substances adsorbed and removed by the adsorbent of the present invention include ammonia and various amine-based nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds typified by mercaptans, and various aldehydes, organic acids, esters, various dienes, Examples thereof include organic compounds such as aromatics, cigarette smoke, automobile exhaust gas, and heavy metal compounds in gases and liquids used in factories and the like. These adsorbents may be present alone or as a mixture, and it is also assumed that various third components coexist.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲において、以下の実施例に制限されること無く、任意に変形して実施することができる。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention can be arbitrarily changed and implemented in the range which does not deviate from the summary, without being restrict | limited to a following example.

(1)担体シリカゲルの分析方法:
(1−1)細孔容積、比表面積:
カンタクローム社製AS−1にてBET窒素吸着等温線を測定し、細孔容積、比表面積を求めた。具体的には細孔容積は相対圧P/P0=0.98のときの値を採用し、比表面積はP/P0=0.1,0.2,0.3の3点の窒素吸着量よりBET多点法を用いて算出した。また、BJH法で細孔分布曲線及び最頻直径(Dmax)における微分細孔容積を求めた。測定する相対圧の各点の間隔は0.025とした。
(1) Analysis method of carrier silica gel:
(1-1) Pore volume, specific surface area:
The BET nitrogen adsorption isotherm was measured with AS-1 manufactured by Cantachrome, and the pore volume and specific surface area were determined. Specifically, the pore volume adopts a value when the relative pressure P / P 0 = 0.98, and the specific surface area is nitrogen at three points of P / P 0 = 0.1, 0.2, 0.3. It calculated using the BET multipoint method from the adsorption amount. Further, the pore distribution curve and the differential pore volume at the mode diameter (D max ) were determined by the BJH method. The interval between each point of the relative pressure to be measured was 0.025.

(1−2)粉末X線回折:
理学電機社製RAD−RB装置を用い、CuKαを線源として測定を行なった。発散スリット1/2deg、散乱スリット1/2deg、受光スリット0.15mmとした。
(1-2) Powder X-ray diffraction:
Using a RAD-RB apparatus manufactured by Rigaku Corporation, measurement was performed using CuKα as a radiation source. The divergence slit was ½ deg, the scattering slit was ½ deg, and the light receiving slit was 0.15 mm.

(1−3)金属不純物の含有量:
試料2.5gにフッ酸を加えて加熱し、乾涸させたのち、水を加えて50mlとした。この水溶液を用いてICP発光分析を行なった。なお、ナトリウム及びカリウムはフレーム炎光法で分析した。
(1-3) Content of metal impurities:
Hydrofluoric acid was added to 2.5 g of the sample and heated to dryness, and then water was added to make 50 ml. ICP emission analysis was performed using this aqueous solution. Sodium and potassium were analyzed by flame flame light method.

(1−4)固体Si−NMR測定:
Bruker社製固体NMR装置(「MSL300」)を使用するとともに、共鳴周波数59.2MHz(7.05テスラ)、7mmのサンプルチューブを使用し、CP/MAS(Cross Polarization / Magic Angle Spinning)プローブの条件で測定した。具体的な測定条件を下の表1に示す。
(1-4) Solid Si-NMR measurement:
Conditions of CP / MAS (Cross Polarization / Magic Angle Spinning) probe using a Bruker solid-state NMR device (“MSL300”), a resonance frequency of 59.2 MHz (7.05 Tesla), and a 7 mm sample tube Measured with Specific measurement conditions are shown in Table 1 below.

Figure 2005211818
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測定データの解析(Q4ピーク位置の決定)は、ピーク分割によって各ピークを抽出する方法で行なう。具体的には、ガウス関数を使用した波形分離解析を行なう。この解析には、サーモガラテック(Thermogalatic)社製の波形処理ソフト「GRAMS386」を使用することができる。 Analysis of measured data (Q 4 Determination of the peak position) is performed by a method of extracting each peak by the peak division. Specifically, waveform separation analysis using a Gaussian function is performed. For this analysis, waveform processing software “GRAMS386” manufactured by Thermogalatic can be used.

(2)担体シリカゲルの製造及び評価:
・実施例1〜3:
ガラス製で、上部に大気開放の水冷コンデンサが取り付けてある5Lセパラブルフラスコ(ジャケット付き)に、純水1000gを仕込んだ。100rpmで撹拌しながら、これにテトラメトキシシラン1400gを3分間かけて仕込んだ。水/テトラメトキシシランのモル比は約6である。セパラブルフラスコのジャケットには50℃の温水を通水した。引き続き撹拌を継続し、内容物が沸点に到達した時点で、撹拌を停止した。引き続き約0.5時間、ジャケットに50℃の温水を通水して生成したゾルをゲル化させた。その後、速やかにゲルを取り出し、目開き600ミクロンのナイロン製網を通してゲルを粉砕し、粉体状のウェットゲル(シリカヒドロゲル)を得た。このヒドロゲル450gと純水450gを1Lのガラス製オートクレーブに仕込み、実施例1については130℃×3Hr、実施例2については150℃×3Hr、実施例3については200℃×3Hrの条件で、それぞれ水熱処理を実施した。所定時間水熱処理した後、No.5A濾紙で濾過し、得られたシリカゲルを水洗することなく100℃で恒量となるまで減圧乾燥した。乾燥後、乳鉢にて粉砕し、篩により分級して、いずれも平均粒径10μmの粉体のシリカゲルを得た。これらをそれぞれ実施例1〜3の担体シリカゲルとする。
(2) Production and evaluation of carrier silica gel:
-Examples 1-3:
1000 g of pure water was charged into a 5 L separable flask (with a jacket) made of glass and fitted with a water-cooled condenser open to the atmosphere at the top. While stirring at 100 rpm, 1400 g of tetramethoxysilane was charged into this over 3 minutes. The water / tetramethoxysilane molar ratio is about 6. Warm water at 50 ° C. was passed through the jacket of the separable flask. Stirring was continued, and the stirring was stopped when the contents reached the boiling point. Subsequently, hot water of 50 ° C. was passed through the jacket for about 0.5 hour to gel the sol produced. Thereafter, the gel was quickly taken out and pulverized through a nylon net having an opening of 600 microns to obtain a powdery wet gel (silica hydrogel). 450 g of this hydrogel and 450 g of pure water were charged into a 1 L glass autoclave. The conditions were 130 ° C. × 3 Hr for Example 1, 150 ° C. × 3 Hr for Example 2, and 200 ° C. × 3 Hr for Example 3. Hydrothermal treatment was performed. After hydrothermal treatment for a predetermined time, no. It filtered with 5A filter paper, and it dried under reduced pressure until it became constant weight at 100 degreeC, without washing the obtained silica gel with water. After drying, the mixture was pulverized in a mortar and classified by a sieve to obtain a silica gel powder having an average particle size of 10 μm. These are the carrier silica gels of Examples 1 to 3, respectively.

得られた実施例1〜3の担体シリカゲルの諸物性を表2に示す。何れのシリカゲルにおいても、周期的構造による低角度側(2θ≦5deg)のピークは認められない。なお、実施例1〜3の担体シリカゲルの不純物金属含有率は、何れについても、ナトリウム0.2ppm、カリウム0.1ppm、カルシウム0.2ppmであり、その他の金属は検出されなかった。また、固体Si−NMRのQ4ピークのケミカルシフトの値δは、いずれも前述した式(I)の左辺{−0.0705×(Dmax)−110.36}で計算される値より小さな値(よりマイナス側に存在する値)となった。 Various physical properties of the obtained carrier silica gel of Examples 1 to 3 are shown in Table 2. In any silica gel, no peak on the low angle side (2θ ≦ 5 deg) due to the periodic structure is observed. The impurity metal contents of the carrier silica gels of Examples 1 to 3 were 0.2 ppm sodium, 0.1 ppm potassium, 0.2 ppm calcium, and no other metals were detected. In addition, the chemical shift value δ of the Q 4 peak of solid-state Si-NMR is smaller than the value calculated by the left side {−0.0705 × (D max ) −11.36} of the above-described formula (I). It became a value (a value existing on the more negative side).

・参考例1,2:
富士シリシア化学(株)製のシリカゲルCARIACT G−6を参考例1の担体シリカゲルとして、同CARIACT G−10を参考例2の担体シリカゲルとして用いた。それらの諸物性を下の表2に示す。粉末X線回折図によれば、参考例1及び2の何れの担体シリカゲルについても、周期的構造による低角度側のピークは認められない。また、固体Si−NMRのQ4ピークのケミカルシフトの値δは、参考例1及び2の何れの担体シリカゲルも、実施例1〜3のいずれの担体シリカゲルより大きく、且つ前述した式(I)の左辺{−0.0705×(Dmax)−110.36}より計算される値より大きな値(よりプラス側に存在する値)となった。すなわち、参考例1及び2の担体シリカゲルは、実施例1〜3の担体シリカゲルと比べて、その構造に歪みが多く、物性変化を受け易いものと判断される。
Reference examples 1 and 2:
Silica gel CARIACT G-6 manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd. was used as the carrier silica gel of Reference Example 1, and the same CARIACT G-10 was used as the carrier silica gel of Reference Example 2. Their physical properties are shown in Table 2 below. According to the powder X-ray diffraction pattern, no peak on the low angle side due to the periodic structure is observed in any of the carrier silica gels of Reference Examples 1 and 2. Further, the chemical shift value δ of the Q 4 peak of the solid Si-NMR is larger than that of any of the carrier silica gels of Reference Examples 1 and 2, and the formula (I) described above. The value was larger than the value calculated from {−0.0705 × (D max ) −11.36} on the left side of (the value existing on the plus side). That is, it is judged that the carrier silica gels of Reference Examples 1 and 2 are more distorted in structure than the carrier silica gels of Examples 1 to 3, and are susceptible to changes in physical properties.

・担体シリカゲルの水中熱安定性試験:
実施例1〜3並びに参考例1,2の担体シリカゲルに、各々純水を加えて40重量%のスラリーを調製した。容積60mlのステンレススチール製のミクロボンベに、上記で調製したスラリー約40mlを入れて密封し、280±1℃のオイルバス中に3日間浸漬した。ミクロボンベからスラリーの一部を抜出し、5A濾紙で濾過した。濾滓は100℃で5時間真空乾燥した。この試料について比表面積を測定した結果を表2及び表3に示す。実施例1〜3の担体シリカゲルは、参考例1及び2の担体シリカゲルに比べて、比表面積の減少が少なく、水熱安定性に優れていた。
-Underwater thermal stability test of carrier silica gel:
Pure water was added to each of the carrier silica gels of Examples 1 to 3 and Reference Examples 1 and 2 to prepare a 40 wt% slurry. About 40 ml of the slurry prepared above was sealed in a stainless steel microbomb having a volume of 60 ml, and immersed in an oil bath at 280 ± 1 ° C. for 3 days. A part of the slurry was extracted from the microbomb and filtered through 5A filter paper. The filter cake was vacuum dried at 100 ° C. for 5 hours. The results of measuring the specific surface area of this sample are shown in Tables 2 and 3. The carrier silica gels of Examples 1 to 3 were less reduced in specific surface area and superior in hydrothermal stability than the carrier silica gels of Reference Examples 1 and 2.

Figure 2005211818
Figure 2005211818

表2の結果から、実施例1〜3の担体シリカゲルは、参考例1及び2に代表される従来の担体シリカゲルと比較して、よりシャープで制御された細孔分布を有していることが分かる。従って、吸着剤に使用した場合に、細孔内に担持させる各種物質(作用成分)の分子サイズに応じて細孔径を適切に制御することによって、目的とする被吸着物を選択的に、しかも任意の速度で吸着させることが可能であると考えられる。   From the results in Table 2, it can be seen that the carrier silica gels of Examples 1 to 3 have a sharper and more controlled pore distribution than the conventional carrier silica gels represented by Reference Examples 1 and 2. I understand. Therefore, when used as an adsorbent, by appropriately controlling the pore size according to the molecular size of various substances (active ingredients) supported in the pores, the target adsorbent can be selected selectively. It is thought that it can be adsorbed at an arbitrary speed.

また、実施例1〜3の担体シリカゲルは、参考例1及び2に代表される従来の担体シリカゲルと比較して、金属不純物が少なく遥かに高純度であるとともに、シロキサン結合角の歪みが少ない均質で安定な構造を有していることから、反応性が低く、耐熱性や耐水性等に優れており、且つ、過酷な使用条件においても細孔特性等の物性変化が少ないことが分かる。従って、吸着剤に使用した場合に、担持した作用成分に対して不要な活性を示すことが無く、各種薬剤等を安定に担持できるとともに、活性の高い成分と併用した場合でも、変性や劣化が生じ難いものと考えられる。   In addition, the carrier silica gels of Examples 1 to 3 are less homogeneous than metal oxides of the conventional carrier silica represented by Reference Examples 1 and 2 and have a much higher purity and less distortion of the siloxane bond angle. Since it has a stable structure, it is understood that the reactivity is low, the heat resistance and the water resistance are excellent, and the change in physical properties such as pore characteristics is small even under severe use conditions. Therefore, when used as an adsorbent, it does not exhibit unnecessary activity with respect to the loaded active ingredient, and can stably carry various drugs, etc., and even when used in combination with highly active ingredients, it does not denature or deteriorate. It is considered difficult to occur.

従って、実施例1〜3の担体シリカゲルは、各種作用成分等を被担持成分として担持させ吸着剤として使用した場合に、参考例1及び2に代表される従来の担体シリカゲルを用いた吸着剤と比較して、より優れた吸着性能を得ることができるものと推測される。   Therefore, the carrier silica gels of Examples 1 to 3 are adsorbents using conventional carrier silica gels typified by Reference Examples 1 and 2 when various active ingredients are supported as supported components and used as adsorbents. In comparison, it is presumed that better adsorption performance can be obtained.

なお、実施例1〜3の担体シリカゲルは粉砕された破砕状の粒子として得られたが、公知の成形技術により他の形状(例えば球状,錠剤状,押出品,ペレット品等)に成形しても良い。   Although the carrier silica gels of Examples 1 to 3 were obtained as crushed and crushed particles, they were molded into other shapes (for example, spherical, tablet-like, extruded products, pellets, etc.) by a known molding technique. Also good.

(3)吸着剤の製造:
実施例1〜3の担体シリカゲルは、各種作用成分等を担持させることにより、吸着したい物質を選択的にかつ所望の吸着速度で吸着させることのできる吸着剤(実施例1〜3の吸着剤)として使用することができる。担持させる作用成分の種類、被担持時の状態、担持させる手法については、上に詳述した通りである。
(3) Production of adsorbent:
The carrier silica gels of Examples 1 to 3 can adsorb the substances desired to be adsorbed selectively and at a desired adsorption rate by carrying various active ingredients and the like (adsorbents of Examples 1 to 3). Can be used as The type of active component to be supported, the state of being supported, and the method of supporting are as described in detail above.

具体例1として、実施例1の担体シリカゲルに、硫酸銅を含浸させて、吸着剤を作製した。まず、硫酸銅を水に約10重量%の濃度となるよう溶解し、この溶液50ccに実施例1の担体シリカゲル10gを添加して攪拌した後、濾過して水を乾燥除去し、CuSO4担持シリカゲル(実施例1の吸着剤)を得た。硫酸銅の担持前に対する担持後のシリカゲルの重量増分を測定し、これを基に実施例1の吸着剤の硫酸銅含浸量を求めたところ、約7重量%であった。 As a specific example 1, the carrier silica gel of Example 1 was impregnated with copper sulfate to prepare an adsorbent. First, copper sulfate was dissolved in water to a concentration of about 10% by weight, and 10 g of the carrier silica gel of Example 1 was added to 50 cc of this solution and stirred, followed by filtration to remove water to dryness, and support for CuSO 4 Silica gel (adsorbent of Example 1) was obtained. When the weight increment of the silica gel after loading with respect to before loading of copper sulfate was measured and the amount of copper sulfate impregnation of the adsorbent of Example 1 was determined based on this, it was about 7% by weight.

具体例2として、実施例1の担体シリカゲル20gに、トルエン溶媒中で3−アミノプロピルトリエトキシシラン20gを加えて、15時間加熱還流を行ない、新たな吸着剤を作製した。加熱還流後は、濾過してトルエンとアセトンとで洗浄した後乾燥を行ない、3−アミノプロピル基担持シリカゲル(実施例1の吸着剤その2)を得た。3−アミノプロピル基の担持量をNの元素分析によって求めたところ、「実施例1の吸着剤その2」における3−アミノプロピル基の担持量は、約1.7mmol/gであった。   As a specific example 2, 20 g of 3-aminopropyltriethoxysilane was added to 20 g of the carrier silica gel of Example 1 in a toluene solvent, and heated and refluxed for 15 hours to prepare a new adsorbent. After heating to reflux, the mixture was filtered, washed with toluene and acetone, and then dried to obtain 3-aminopropyl group-supporting silica gel (adsorbent part 2 of Example 1). When the supported amount of 3-aminopropyl group was determined by elemental analysis of N, the supported amount of 3-aminopropyl group in “Adsorbent 2 of Example 1” was about 1.7 mmol / g.

(4)吸着剤の性能評価:
実施例1〜3の吸着剤の各種性能は、例えば以下の手法により評価することができる。
(4) Adsorbent performance evaluation:
Various performances of the adsorbents of Examples 1 to 3 can be evaluated by, for example, the following methods.

<作用成分の担持量評価>
担持前後の重量増分が目安となる他、担持される作用成分が有機物である場合には、熱重量分析法による重量減分を担持量の目安とする方法、担持された作用成分を溶媒等で再抽出し、滴定法、吸光光度法、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、赤外吸収分光法、NMR等の手段で定量する方法、担持された作用成分を担持状態のまま滴定法、全炭素量分析法、各種分光分析法等により定量する方法などがある。また、無機物である場合には、HF溶液等に溶解させての原子吸光分析法や、原子発光分析法等も好適に用いられる。
<Evaluation of loading amount of active ingredient>
In addition to the increase in weight before and after loading, when the active ingredient to be supported is an organic substance, a method in which weight loss by thermogravimetric analysis is used as a guideline of the loading amount, Re-extraction, titration method, absorptiometry, gas chromatography, liquid chromatography, infrared absorption spectroscopy, NMR method, etc., titration method, total carbon content There are methods such as quantification by analytical methods and various spectroscopic methods. In the case of an inorganic substance, an atomic absorption analysis method or an atomic emission analysis method dissolved in an HF solution or the like is also preferably used.

<吸着性能評価>
被吸着物成分が液体ないしは気体中に存在する場合の簡易な評価法としては、作用成分を担持した吸着剤を例えばガラスカラム等に充填し、一定速度で当該液体ないしは気体(実際の使用条件に類似した温度、圧力等の条件を適宜選択する)を流通させ、吸着されなかった被吸着成分の濃度を全炭素量分析法、滴定法、吸光光度法、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、赤外吸収分光法、NMR等の方法で経時的に追跡する方法や、作用成分を担持した吸着剤をガラスビーカーやフラスコ中にて実際の使用条件に類似した環境の液体ないしは気体中に浸漬し、一定温度に保持して、液体ないしは気体中の被吸着成分の濃度を上記分析法にて経時的に追跡する方法などがある。
<Adsorption performance evaluation>
As a simple evaluation method when an adsorbed substance component is present in a liquid or gas, an adsorbent carrying an active ingredient is filled in, for example, a glass column, and the liquid or gas (according to actual use conditions) is fixed at a constant speed. (Select similar conditions such as temperature, pressure, etc.) and distribute the concentration of the adsorbed components not adsorbed by total carbon analysis, titration, absorptiometry, gas chromatography, liquid chromatography, infrared A method of tracking over time by absorption spectroscopy, NMR, etc., or immersing the adsorbent carrying the active ingredient in a liquid or gas in an environment similar to the actual use conditions in a glass beaker or flask There is a method of keeping the temperature and tracking the concentration of the adsorbed component in the liquid or gas over time by the above analysis method.

被吸着成分が気体中に存在する系においては、吸着剤の経時的な重量増を追跡する方法も簡便である。   In a system in which an adsorbed component is present in a gas, a method for tracking the weight increase of the adsorbent with time is also simple.

これら吸着剤に担持される作用成分の種類や使用形態は様々であるので、簡易評価が難しい場合には、吸着剤を実際の使用条件に供し、その吸着性能の評価を各用途における実使用効果として直接観察する方法(人の鼻や口による官能評価、動植物を用いた安全性評価、抗菌性能の持続性)等を行なっても良い。これらの各種評価方法は、評価の目的や評価対象の吸着剤の種類に応じて適宜選択される。   Since the types and usage forms of the active ingredients supported by these adsorbents are various, if simple evaluation is difficult, the adsorbent is subjected to actual use conditions, and the adsorption performance is evaluated for actual use effects in each application. As a direct observation method (sensory evaluation by human nose and mouth, safety evaluation using animals and plants, sustainability of antibacterial performance), and the like. These various evaluation methods are appropriately selected according to the purpose of evaluation and the type of adsorbent to be evaluated.

実施例1〜3の吸着剤は、先述した利点を有する実施例1〜3の担体シリカゲルを用い、この細孔内に各種の作用成分を担持させているので、吸着物質の選択性や吸着速度、吸着期間、吸着量の経時的変化等の各種吸着性能について評価を行なった場合に、従来の吸着剤、例えば参考例1及び2の担体シリカゲルを用いた吸着剤と比較して、より制御された正確な吸着性能が得られると共に、その吸着性能が長期にわたって安定して得られると考えられる。   Since the adsorbents of Examples 1 to 3 use the carrier silica gel of Examples 1 to 3 having the above-described advantages and have various active components supported in the pores, the selectivity and adsorption rate of the adsorbed substance When the various adsorption performances such as the adsorption period and the amount of adsorption over time are evaluated, the adsorption is more controlled than the conventional adsorbent, for example, the adsorbent using the carrier silica gel of Reference Examples 1 and 2. It is considered that the accurate adsorption performance can be obtained and the adsorption performance can be obtained stably over a long period of time.

本発明の担体シリカゲルは、従来の担体シリカゲルと比較して、生産が容易且つ安価であるとともに、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、且つ、これらを多量に担持することができる。また、不純物金属の含有量が少なくて純度が高いので、担持される作用成分にダメージを与えるおそれが少ない。加えて、耐水性や耐熱性、長期における物性安定性等にも優れている。   The carrier silica gel of the present invention is easier and cheaper to produce than the conventional carrier silica gel, has a wide range of choices for the types of active ingredients that can be supported and the size of the molecules, and a large amount of these. It can be supported. In addition, since the impurity metal content is low and the purity is high, there is little risk of damaging the supported active ingredient. In addition, it is excellent in water resistance, heat resistance, long-term physical property stability, and the like.

よって、それを用いて得られる本発明の吸着剤は、従来の吸着剤と比較して、生産が容易且つ安価であるとともに、担持できる作用成分の種類やその分子の大きさに対する選択の幅が広く、且つ、これらを多量に担持することができる。また、より精密に吸着性能を制御することが可能であるとともに、長期にわたり安定した吸着効果が得られる。従って、本発明の吸着剤は上述した従来の各種の吸着剤分野に好適に用いることができ、産業上の利用可能性は極めて高い。   Therefore, the adsorbent of the present invention obtained by using it is easier and cheaper to produce than conventional adsorbents, and has a range of choices for the types of active ingredients that can be supported and the size of the molecules. It is wide and can carry a large amount of these. In addition, the adsorption performance can be controlled more precisely, and a stable adsorption effect can be obtained over a long period of time. Therefore, the adsorbent of the present invention can be suitably used in the conventional various adsorbent fields described above, and the industrial applicability is extremely high.

Claims (8)

下記(a)〜(g)を満たすシリカゲルをそなえてなることを特徴とする、吸着剤。
(a)細孔容積が0.05ml/g以上、3.0ml/g以下。
(b)比表面積が100m2/g以上、1500m2/g以下。
(c)最頻細孔径(Dmax)が35nm未満。
(d)Dmax±20%の範囲内の径を有する細孔の容積が、全細孔容積の50%以上。
(e)非晶質である。
(f)金属不純物の総含有率が500ppm以下。
(g)固体Si−NMRでのQ4ピークのケミカルシフトをδ(ppm)とした場合に、δが下記式(I)を満たす。
−0.0705×(Dmax)−110.36>δ 式(I)
An adsorbent comprising silica gel satisfying the following (a) to (g).
(A) The pore volume is 0.05 ml / g or more and 3.0 ml / g or less.
(B) The specific surface area is 100 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less.
(C) The most frequent pore diameter (D max ) is less than 35 nm.
(D) The volume of pores having a diameter in the range of D max ± 20% is 50% or more of the total pore volume.
(E) It is amorphous.
(F) The total content of metal impurities is 500 ppm or less.
(G) When the chemical shift of the Q 4 peak in solid Si-NMR is δ (ppm), δ satisfies the following formula (I).
−0.0705 × (D max ) −11.36> δ Formula (I)
シリカゲルの最頻細孔径(Dmax)における微分細孔容積が、2ml/g以上、20ml/g以下である
ことを特徴とする、請求項1記載の吸着剤。
2. The adsorbent according to claim 1, wherein the differential pore volume at the most frequent pore diameter (D max ) of the silica gel is 2 ml / g or more and 20 ml / g or less.
シリカゲルの固体Si−NMR測定におけるQ4/Q3ピークの値が、1.3以上である
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の吸着剤。
The adsorbent according to claim 1 or 2, wherein a value of Q 4 / Q 3 peak in solid-state Si-NMR measurement of silica gel is 1.3 or more.
シリカゲルが、シリコンアルコキシドを加水分解する工程を経て製造されたものである
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の吸着剤。
The adsorbent according to any one of claims 1 to 3, wherein the silica gel is produced through a step of hydrolyzing silicon alkoxide.
シリカゲルの細孔内に、被吸着物と相互作用する物質が担持されている
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の吸着剤。
The adsorbent according to any one of claims 1 to 4, wherein a substance that interacts with an adsorbed substance is supported in the pores of silica gel.
被吸着物と相互作用する物質が、フキ、ツワブキ、シダ、ベイ、ジャスミン、シナモン、丁字、ユーカリ、ベルガモット、ドクダミ、アビエス、竹、笹、ヒノキ、ヒバ、松、椿、くすのき、バラ、ヒイラギモクセイ、ヤマナラシ、キリ、コナラ、レンギョウ、ライラック、柑橘類、ペパーミント、リンゴ、柿、梅、桃、大根、カイワレ、蓬、紫蘇、及びアロエからなる群より選ばれる少なくとも一種の植物の抽出物である
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の吸着剤。
Substances that interact with the adsorbents are: cormorant, cormorant, fern, bay, jasmine, cinnamon, clove, eucalyptus, bergamot, dokudami, abies, bamboo, cormorant, cypress, hiba, pine, cormorant, cypress, rose, holly And an extract of at least one plant selected from the group consisting of: Willow, Kiri, Quercus, Forsythia, Lilac, Citrus, Peppermint, Apple, Persimmon, Plum, Peach, Daikon, Radish, Kaiware, Persimmon, Shiso, and Aloe The adsorbent according to claim 1, wherein the adsorbent is characterized.
被吸着物と相互作用する物質が、Cu、Zn、Sn、Pb、Ti、Zr、Al、及びFeのうち何れかの金属元素を有する化合物種からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物種である
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の吸着剤。
The substance that interacts with the object to be adsorbed is at least one compound species selected from the group consisting of compound species having any metal element of Cu, Zn, Sn, Pb, Ti, Zr, Al, and Fe. The adsorbent according to any one of claims 1 to 6, wherein the adsorbent is characterized by that.
シリカゲルに残存するヒドロキシル基の一部又は全部が、カップリング処理によってS又はNを含む基へと変換されている
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の吸着剤。
The adsorbent according to any one of claims 1 to 7, wherein a part or all of hydroxyl groups remaining in the silica gel are converted into a group containing S or N by a coupling treatment. .
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